本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，具體涉及一種抗拉強度大于1760MPa的抗彈擊或防護應用的超高強合金鋼的制造方法。

背景技術：

近年來，許多民用運鈔車、銀行庫門、軍用運兵車、警用裝甲及部隊裝甲車等國防工程用裝備的制造，對1760MPa級超高強抗彈鋼的使用越來越多。過去大多數采用進口材料制造，或者用國產的Q690級鋼板，其屈服強度只約690MPa，抗拉強度在780-950MPa區間，強度遠遠滿足不了超高強抗彈鋼要求，并且，在制造焊接過程要求鋼板具有較低的表面剩磁性。因此迫切需要開發一種強度更高、低溫沖擊韌性好、易焊接、低剩磁、高硬度的1760MPa級超高強抗彈鋼鋼板。

CN101376945披露了一種2000Mpa級超高強度高韌性鋼板及其制造方法，該方法以重量百分比計其化學成分包含：C0.2-0.6%、Si：1.0-3.0%、Mn：1.0-5.0%、Mo：0.1-0.6%，余量為Fe和不可避免雜質。上述鋼板的制造方法包括冶煉、澆鑄、加熱、軋制、冷卻、其特征在于，在所述軋制過程中，開軋溫度為1150-1200℃，當軋件厚度達到成品鋼板厚度的2-3倍時，在輥道上待溫至1100-1150℃，隨后進行第二階段軋制，第二階段軋制道次變形率為10-25%，終軋溫度為1000-1050℃。

結果表明，以上述的方法制造所得的鋼板抗拉強度在2000MPa以上，屈強比在0.495以上；屈服強度在1000MPa 以上,可作為超高強度制品用鋼。

上述的方法采用控軋控冷工藝制造，沒有涉及熱處理關鍵環節，雖然其抗拉強度達到了2000 MPa以上，但是并不適合抗彈擊的防護應用。

CN 102181795 A披露了一種超高強度防彈鋼板及其制造工藝，一種超高強度防彈鋼板，其化學成分按重量百分比計為：C 0.30 ～ 0.5、Si 0.40 ～0.60、Mn 1.50 ～ 1.80、P ≤ 0.025、S ≤ 0.01，任選的Cr、Ni、Mo 中的至少兩種元素，它們的含量滿足Cr+Ni+Mo ≤ 2.5，其中Nb、V、Ti，三種元素任選1-2 種，B 是必含元素，它們的含量滿足Nb+V+Ti+B ≤ 0.20，其余是Fe。

上述的超高強度防彈鋼板制造工藝，其特征在于：步驟一鍛造和軋制工藝，用常規冶金工藝制得鋼坯，在1180 ～ 1250℃加熱， 1000 ～ 1150℃進行開軋，終軋溫度850 ～ 900℃，軋后卷取然后空冷至室溫形成坯件；

步驟二沖壓工藝，將熱軋板材開卷，校平剪切成1x2m 的熱處理板坯；將1x2m 的熱處理板坯放入含有5%-10% 的H2、80%-90% 的經脫硫、脫水處理的天然氣、5%-10% 的裂解甲醇的保護氣氛的軌道式加熱爐中加熱，加熱溫度為900 ～ 950℃奧氏體化溫度，加熱保溫時間按板坯厚度計為1 ～ 1.5 分/mm ；出爐后3 ～ 5 秒鐘內平移至安裝在壓機上的帶冷卻通道的平板模具中，模具表面溫度20 ～ 30℃ ；啟動液壓機在200 ～ 300 噸的壓力下將板材壓力淬火，液壓設備在達到壓力后保壓20 ～ 30 秒；然后再在模具中通水冷卻，其中對用于制造2.2mm

B 級鋼板的模具，水流入該模子中的壓力為5 ～ 6 巴，出口壓力為3 ～ 4 巴，水流的速度為1.5 ～ 2m/s，工件表面溫度在100 ～ 120℃時移出模具空冷；對用于制造3.7mm C 級鋼板的模具，水流入該模子中的壓力為7 ～ 8 巴，出口壓力為5.5 ～ 7 巴，水流的速度為1.5 ～ 3m/s，工件表面溫度在100 ～ 150℃時移出模具空冷。

上述的鋼板是鍛造和軋制卷板，第二步驟是沖壓成形處理，采用該工藝制造超高強度防彈鋼板,需投入設備、較大的場地、人力，這必然會增加成本，另外該工藝比較耗時，會增加時間成本。

另外上述的工藝所針對的鋼板的厚度小于6mm，如果是針對于大于6mm厚的鋼板，并不適用。

技術實現要素：

本發明針對國防裝備用超高強鋼板的需求，改善了低級別鋼材Q690強度與耐磨性技標的不足，采用低P、S，包含Mo、Cr、Ni、B合金設計，利用轉爐快速冶煉，經過LF爐外精煉和RH脫氣精煉，改進鋼水純凈度，提供一種經過控制軋制、淬火和回火技術改善鋼板強度、低溫沖擊韌性的方法，獲得回火馬氏體金相組織的鋼板。

本發明的工藝步驟是：

KR鐵水預處理；轉爐冶煉；LF轉爐外精煉；RH轉爐外真空脫氣二次精煉；板坯連鑄；板坯加熱；粗軋；精軋；淬火；回火。

更具體的，本發明的工藝步驟如下：

KR鐵水預處理→轉爐冶煉→脫氧合金化→CAS攪拌→LF精煉→RH脫氣→CCM連鑄→切割定尺檢查→板坯堆垛緩冷48小時→板坯加熱→高壓水除鱗→粗軋→精軋→矯直→拋丸→淬火→回火→矯直→切割、取樣→檢驗→成品。

本發明的方法所生產的鋼板其主要成分：C：0.26-0.38%；Si：0.40-0.65%；Mn：0.50-1.40%；P≤0.020%；S≤0.002%；Cr：0.85-1.80%；Ni：0.25-0.60%；Mo：0.20-0.60%；B:0.0008-0.0025%；Ti：0.020-0.035%；其余為Fe及不可避免的雜質。

作為更進一步的說明，其Cr+Ni+Mo總含量≥1.20%。

本發明的1760MPa超高強抗彈鋼的制造方法，具體包括下述的步驟：

（1）KR鐵水預處理：S含量控制低于0.002%；

（2）轉爐冶煉：BOF氧氣氬氣頂底復吹脫C，采用液壓滑板擋渣；

（3）LF爐外精煉：加熱時間15-18分鐘；

（4） RH真空脫氣：小于200Pa真空度下處理20分鐘，喂線后氬氣軟吹10-12分鐘；

（5）板坯加熱：均熱溫度范圍1180-1200℃，均熱時間范圍3.8-4.0小時。

（6）四輥粗軋機粗軋：開軋溫度1020-1050℃；

（7）四輥精軋機精軋：開軋溫度范圍980-1000℃, 終軋溫度范圍800-850℃,高壓水噴打1-3次，減薄表面氧化鐵皮。

（8）淬火：加熱溫度880-900℃，水冷冷卻速度范圍25-35℃/s。形成高密度亞結構合金，獲得細小均勻的馬氏體顯微組織；

（9）回火：200-280℃回火180-240分鐘。

本發明的有益效果在于，采用本發明生產6-25mm超高強合金鋼板，達到了優異的強韌性匹配，-40℃低溫沖擊韌性優良。通過控制軋制、淬火及回火熱處理，金相主要為回火馬氏體組織，抗拉強度≥1760MPa，屈服強度≥1270MPa，-40℃橫向低溫沖擊功≥20J，表面布氏硬度≥490HBW，表面剩磁≤30GS。

具體實施方式

下面結合具體實施實例對本發明作進一步說明，但不構成對本發明的限制。

實施例1

板坯熔煉成份為：

C：0.28%；Si：0.45%；Mn：0.63%；P：0.013%；S：0.002%；Cr：0.97%；Ni：0.55%；Mo：0.25%；B:0.0012%；Ti：0.023%，Cr+Ni+Mo：1.77%，其余為Fe及不可避免的雜質。

本發明的1760MPa超高強抗彈鋼的制造方法，具體包括下述的步驟：

KR鐵水預處理→轉爐冶煉→脫氧合金化→CAS攪拌→LF轉爐外精煉→RH轉爐外真空脫氣二次精煉→CCM板坯連鑄→切割定尺檢查→板坯堆垛緩冷48小時→板坯加熱→高壓水除鱗→粗軋→精軋→矯直→拋丸→淬火→回火→矯直→切割、取樣→檢驗→成品。

其中主要的工藝參數如下：

（1）KR鐵水預處理：S含量控制低于0.002%；

（2）轉爐冶煉：BOF氧氣氬氣頂底復吹脫C，采用液壓滑板擋渣；

（3）LF轉爐外精煉：加熱時間15-18分鐘；

（4）RH轉爐外真空脫氣二次精煉：小于200Pa真空度下處理20分鐘，喂線后氬氣軟吹10-12分鐘；

CCM板坯連鑄：澆注溫度1516—1536℃，拉速0.75-0.95m/min,過熱度10-30℃，高碳保護渣，二冷自動配水；

（5）板坯加熱：均熱溫度范圍1180℃，均熱時間范圍3.88小時；

（6）四輥粗軋機粗軋：開軋溫度1030℃；

（7）四輥精軋機精軋：開軋溫度范圍980℃, 終軋溫度范圍840℃,高壓水噴打3次，減薄表面氧化鐵皮。

（8）淬火：加熱溫度890℃，水冷冷卻速度范圍32℃/s，形成高密度亞結構合金，獲得細小均勻的馬氏體顯微組織；

（9）回火：210℃回火185分鐘。

脫氧合金化、CAS攪拌、切割定尺檢查、板坯堆垛緩冷48小時、高壓水除鱗、矯直、拋丸、切割、取樣、檢驗、成品，均為常規處理。

其中，高壓水除鱗的條件是：25Mpa；

鋼板性能：

規格：鋼板厚度6mm；屈服強度（MPa）:1410；抗拉強度（MPa）：1790；斷后伸長率（%）：10；V型橫向沖擊功（-40℃）: 25J、28J、23J（試樣尺寸5*10*55mm）；表面布氏硬度（HBW）：496；鋼板表面剩磁（GS）：12。

本申請與背景技術中的CN 102181795 A披露的一種超高強度防彈鋼板及其制造工藝相比，所存在的差異主要是工藝步驟不同，具體分析如下：

CN102181795 A：第二步驟沖壓成形；

而本申請不需要熱沖壓成形，經過冶煉，軋制成平板再行特殊熱處理獲得最終合格性能和產品。

與CN102181795 A相比，本申請不需要沖壓成形，因而節省了場地、設備、人力，而且還節省了時間，從而節省了成本。

本申請的鋼板厚度為6-25mm，如果采用CN102181795 A的工藝，較難生產出厚度為6-25mm的鋼板。

實施例2

板坯熔煉成份為：

C：0.31%，Si：0.48%，Mn：0.66%，P：0.015%，S：0.001%， Cr：0.99%；Ni：0.38%；Mo：0.30%；B:0.0018%；Ti：0.030%，Cr+Ni+Mo：1.67%，其余為Fe及不可避免的雜質。

冶煉的步驟同實施例1，具體的工藝參數有所不同，板坯均熱溫度（℃）：1200；均熱時間（小時）：4.0；粗軋溫度（℃）：1050；精軋開軋溫度（℃）：1000；精軋終軋溫度（℃）：850；高壓水噴打次數（次）：2；淬火加熱溫度（℃）：900；冷卻速度（℃/s）：33；回火溫度（℃）：220，回火時間（分鐘）：200；

鋼板性能：

規格：鋼板厚度12mm；屈服強度（MPa）:1420；抗拉強度（MPa）：1770；斷后伸長率（%）：9；V型橫向沖擊功（-40℃）: 27J、29J、28J（試樣尺寸10*10*55mm）；表面布氏硬度（HBW）：492；鋼板表面剩磁（GS）：8；

實施例3

板坯熔煉成份為：

C：0.34%，Si：0.50%，Mn：0.71%，P：0.015%，S：0.001%， Cr：1.04%；Ni：0.40%；Mo：0.27%；B:0.0015%；Ti：0.022%，Cr+Ni+Mo：1.71%，其余為Fe及不可避免的雜質。

板坯均熱溫度（℃）：1190；均熱時間（小時）：4.2；粗軋溫度（℃）：1040；精軋開軋溫度（℃）：990；精軋終軋溫度（℃）：851；高壓水噴打次數（次）：3；淬火加熱溫度（℃）：896；冷卻速度（℃/s）：33；回火溫度（℃）：200，回火時間（分鐘）：190；

鋼板性能：

規格：鋼板厚度25mm；屈服強度（MPa）:1320；抗拉強度（MPa）：1786；斷后伸長率（%）：10；V型橫向沖擊功（-40℃）: 31J、36J、35J（試樣尺寸10*10*55mm）；表面布氏硬度（HBW）：495；鋼板表面剩磁（GS）：10。